Évaluation complète de la toxicité de l'eau du ruisseau Pazarsuyu contenant des métaux lourds et rôle protecteur du lycopène

Jun 03, 2023

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 16615 (2022) Citer cet article

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Dans cette étude, la pollution par les métaux lourds dans le ruisseau Pazarsuyu de la province de Giresun et le rôle protecteur du lycopène contre la toxicité provoquée par cette pollution ont été étudiés à l'aide du test Allium. Pourcentage de germination, longueur des racines et gain de poids comme marqueurs physiologiques de toxicité ; l'indice mitotique (IM), le micronoyau (MN) et les aberrations chromosomiques (CA) comme marqueurs génétiques de toxicité ; Le niveau de malondialdéhyde (MDA), les activités de superoxyde dismutase (SOD) et de catalase (CAT) comme marqueurs biochimiques de toxicité, et les dommages aux cellules méristématiques ont été utilisés comme marqueurs anatomiques. Dans ce but, les bulbes d'Allium cepa L. ont été divisés en six groupes et ont germé pendant 72 h avec des doses de 215 mg/L et 430 mg/L de lycopène, d'eau du robinet et d'eau de ruisseau. La pollution par les métaux lourds a été analysée par ICP-MS et Fe > Sr > Ba > Be > Mo > Li ont été déterminés en fonction du taux de présence dans les échantillons d'eau de Pazarsuyu. En conséquence, les paramètres liés à la germination et la prolifération des cellules méristématiques des bulbes germés avec des échantillons d'eau de Pazarsuyu ont diminué de manière significative. Le pourcentage de germination, la longueur des racines et le gain de poids du groupe traité avec les échantillons d'eau de Pazarsuyu ont diminué respectivement de 50 %, 73 % et 68 % par rapport au témoin. De plus, les fréquences de MN et de CA, indiquant les effets génotoxiques, ont été augmentées et des anomalies significatives ont été détectées dans les niveaux de MDA, SOD et CAT, ce qui indique une détérioration de l'équilibre antioxydant/oxydant. L’AC observée à haute fréquence a également été confirmée par la fragmentation de l’ADN déterminée par le test Comet. L'application d'eau courante a favorisé des dommages anatomiques tels que des dommages à l'épiderme et aux cellules du cortex, l'accumulation de certaines substances dans les cellules du cortex, un noyau cellulaire aplati et l'apparence non apparente du tissu de conduction dans les cellules du méristème de l'extrémité des racines. Toutes ces anomalies observées dans les cellules de l'extrémité des racines d'A. cepa étaient associées à la présence de métaux lourds dans les échantillons d'eau. L'application simultanée de lycopène avec de l'eau courante a réduit les effets des métaux lourds et a entraîné une amélioration dose-dépendante de tous les paramètres étudiés. L'application de lycopène a montré un rôle protecteur en augmentant les paramètres de germination et l'IM, en diminuant les fréquences de MN et de CA et en améliorant les activités MDA, SOD et CAT. En conséquence, les métaux lourds détectés dans les échantillons d'eau du ruisseau Pazarsuyu ont provoqué de multiples toxicités dans l'usine bio-indicatrice, et le lycopène a réduit cette toxicité et a enregistré un rôle protecteur.

Le changement climatique et l’industrialisation rapide entraînent une réduction et une pollution des ressources en eau. L’eau est l’une des ressources renouvelables les plus importantes pour une production agricole durable, le développement économique et le bien-être général. C’est également l’une des ressources naturelles les mieux gérées en raison de sa capacité à détourner, transporter, stocker et recycler. Les ressources en eau de surface et souterraines sont vitales dans des domaines tels que l'agriculture, l'hydroélectricité, l'élevage, les activités industrielles, la foresterie, la pêche, le secteur maritime et les loisirs. Malgré cette importance vitale, les écosystèmes d'eau douce de la planète ne représentent que 0,5 % de la surface terrestre, et dans ce percentile, le fleuve représente 0,01 % et revêt une grande importance1. Alors que la protection des ressources en eau douce est si essentielle pour l'humanité, la pollution des masses d'eau naturelles par des micro-organismes pathogènes, des substances radioactives, des déchets industriels et domestiques, des substances organiques et inorganiques résultant de diverses activités affecte négativement la qualité de l'eau. Les conséquences courantes de la pollution de l’eau sur les écosystèmes comprennent la mort d’espèces, la perte de biodiversité et la perte de services écosystémiques. La principale cause de pollution de l’eau est le rejet de produits chimiques dans les plans d’eau naturels à la suite des activités humaines. Les exemples les plus courants de ce type de pollution sont les ions de métaux lourds tels que le Hg provenant des activités minières, certains composés azotés utilisés en agriculture, les molécules organiques chlorées provenant des eaux usées ou des usines de traitement de l’eau, ainsi que les acides formés lors de diverses activités de production2.